ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2021, № 1, С. 65–77


СВОЙСТВА ЛЕСНЫХ ПОДСТИЛОК НА РАННИХ ЭТАПАХ ЕСТЕСТВЕННОГО ЛЕСОВОЗОБНОВЛЕНИЯ ПОСЛЕ СПЛОШНЫХ РУБОК В СРЕДНЕЙ ТАЙГЕ КАРЕЛИИ
В. А. Долгая, О. Н. Бахмет
Отдел комплексных научных исследований КарНЦ РАН, ФИЦ «Карельский научный центр РАН»
Россия, 185910 г Петрозаводск, ул. Пушкинская, д 11
E-mail: dolgaya.veronika@gmail.com


Поступила в редакцию 20.03.2020 г.
Актуальность исследования обоснована необходимостью изучения основных закономерностей изменения свойств лесных подстилок альфегумусовых почв, формирующихся на различных почвообразующих породах, на ранних стадиях лесовозобновления после проведения сплошных рубок сосновых древостоев. Объектами исследования послужили два хронологических ряда вырубок (текущего года, 3- и 8-летней давности). Почвы пробных площадей представлены альфегумусовыми почвами — подбурами и подзолами. Установлено, что на подбурах, формирующихся на глинистых сланцах, лесовозобновление протекает через поселение лиственных пород, в то время как на подзолах, формирующихся на флювиогляциальных песках, возобновляется сосной. В живом напочвенном покрове увеличивается доля травянистых растений: на подбурах — по истечении 3-летнего периода, на подзолах — спустя 8 лет. В ходе исследования выявлено, что применение многооперационных машин способствует сохранению живого напочвенного покрова и лесных подстилок на значительной части территории вырубок. Воздействие лесозаготовительной техники в большей степени отразилось на свойствах органогенных горизонтов подбуров, мощность и запасы которых варьировали в более широких диапазонах относительно подстилок, формирующихся на подзолах. С появлением лиственных пород и травянистых растений в компонентном составе опада возросла доля быстро разлагающихся фракций, что отразилось на свойствах лесных подстилок. Наименьшие значения мощности и запасов органогенных горизонтов, содержания в них лигнина и целлюлозы, а также сужение отношения пассивных и активных фракций отмечены в подстилках подбуров на вырубке 3-летней давности и под производными древостоями 8-летнего возраста, произрастающих на подзолах. Данные показатели свидетельствуют о более интенсивной трансформации органического материала в лесных подстилках подбуров, чем в органогенных горизонтах подзолов. Таким образом, улучшение условий для трансформации органического материала наблюдается с появлением в напочвенном покрове лиственных пород и травянистых растений, жизнеспособность которых во многом зависит от обогащенности почв органическим веществом.
Ключевые слова: бореальные леса, лесовозобновление, подзол, подбур, запас, компонентный состав, биохимические свойства
Выполнено в рамках Государственного задания КарНЦ РАН на 2019–2021 г.
DOI: 10.31857/S0024114821010022


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Бахмет О.Н. Органопрофили лесных почв Карелии: Дисс. … канд. биол. наук 03.00.27. Москва, 1999. 138 с.

  • Бахмет О.Н. Структурно-функциональная организация органопрофилей почв лесных экосистем Северо-Запада России: Дисс. … д-ра. биол. наук 03.00.27. Петрозаводск, 2014. 350 с.

  • Бахмет О.Н., Медведева М. В. Изменение свойств почв Карелии в процессе искусственного лесовосстановления // Лесоведение. 2013. № 3. С. 38–45.

  • Вдовиченко В.А., Бахмет О.Н. Влияние сплошных рубок леса на трансформацию органического вещества почв Карелии // Известия Уфимского НЦ РАН. 2017. №3 (1). С. 41–44.

  • Вдовиченко В.А., Бахмет О.Н., Ткаченко Ю.Н. Начальные этапы восстановления почв на коренных горных породах после рубок сосновых древостоев // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2016. № 6 (159). С.37–41.

  • Волков А.Г. Пространственная структура лесной подстилки в еловых экосистемах северной подзоны тайги: Дисс. … канд. биол. наук 03.02.08, Архангельск, 2015. 130с.

  • Григорьев И.В., Жукова А.И., Григорьева О.И., Иванов А.В. Средощадящие технологии разработки лесосек в условиях Северо-Западного региона Российской Федерации. Санкт-Петербург: Изд-во Лесотехнической академии, 2008. 176 с.

  • Дымов А.А. Почвы послерубочных, постпирогенных и постагрогенных лесных экосистем Северо-Востока Европейской части России: Дис. … д-ра. биол. наук 03.02.13, 03.02.08. Москва, 2018. 286 с.

  • Дымов А.А., Милановский Е.Ю., Лаптева Е.М. Изменение почв и почвенного органического вещества в процессе естественного лесовозобновления после рубки сосняка бруснично-зеленомошного // Вестник МГУЛ — Лесной вестник. 2012. № 2. С. 67–72.

  • Егорова Н. В., Куликова В.К. Влияние различных способов механизированных рубок леса на плодородие почв Южной Карелии // Плодородие почв Карелии. Москва: Наука. 1965. С. 144–158.

  • Зябченко С.С., Загуральская Л.М., Лазарева И.П. Динамика экологических процессов на сплошных концентрированных вырубках северной Карелии // Лесоведение. 1988. №3. С. 3–10.

  • Ильина Т.М., Сапожников А.П. Лесные подстилки как компонент лесного биогеоценоза // Вестник КрасГАУ. 2007. № 5. С. 45–48.

  • Ильинцев А.С., Быков Ю.С., Солдатова Д.Н., Богданов А.П., Ершов Р.А. Воздействие современной лесозаготовительной техники на физические свойства почвы в северной тайге Архангельской области // Антропогенная трансформация природной среды. 2018. №.4. С. 153–155.

  • Ильинцев А.С., Третьяков С.В., Наквасина Е.Н., Амосова И.Б., Алейников А.А., Богданов А.П. Влияние длительно-постепенных рубок в смешанных сосновых насаждениях на естественное лесовозобновление, живой напочвенный покров и некоторые свойства верхних горизонтов почвы // Лесотехнический журнал. 2017. Т. 7. № 3 (27). С. 85–99.

  • Карпачевский Л.О. Подстилка — особый биогоризонт лесного биогеоценоза // Роль подстилки в лесных биогеоценозах. Москва: Наука, 1988. С. 88–89.

  • Лазарева И.П., Вуоримаа Т.А. Влияние сплошных рубок леса на свойства песчаных подзолов Северной Карелии // Лесоводственные и экологические последствия рубок в лесах Карелии. Петрозаводск: КФ АН СССР, 1986. С. 61–79.

  • Лаптева Е.М., Втюрин Г.М., Бобкова К.С., Каверин Д.А., Дымов А.А., Симонов Г.А. Изменение почв и почвенного покрова еловых лесов после сплошнолесосечных рубок // Сибирский лесной журнал. 2015. № 5. С. 64–76.

  • Морозова Р.М. Изменение процессов почвообразования под влиянием коцентрированных рубок леса // Возобновление леса на вырубках и выращивание сеянцев в питомниках. 1964а. С. 55–73.

  • Морозова Р.М., Федорец Н.Г. Современные процессы почвообразования в хвойных лесах Карелии. Петрозаводск: Изд-во Карельского НЦ РАН, 1992. 284 с.

  • Назарова Л.Е. Климат // Разнообразие биоты Карелии: условия формирования, сообщества, виды. Петрозаводск: Изд-во Карельского НЦ РАН, 2003. С. 6–8.

  • Орлова М.А., Лукина Н.В., Смирнов В.Э. Методические подходы к отбору образцов лесной подстилки с учетом мозаичности лесных биогеоценозов // Лесоведение. 2015. №3. С. 214–222.

  • Решетникова Т.В. Лесные подстилки как депо биогенных элементов // Вестник КрасГАУ. 2011. № 12. С. 74–81.

  • Рыжова И.М., Подвезенная М.А. Пространственная вариабельность запасов органического углерода в почвах лесных и степных биогеоценозов // Почвоведение. 2008. № 12. С. 1429–1437.

  • Смирнов А. П., Смирнов А. А., Монгуш Б. А. Естественное лесовозобновление на вырубках Ленинградской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. С. 66–83.

  • Федорец Н.Г. Антропогенная трансформация подзолистых почв после вырубки сосновых древостоев // Антропогенная трансформация таежных экосистем Европы: экологические, ресурсные и хозяйственные аспекты: Матер. междунар. науч.-практ. конф. Петрозаводск: Изд-во Карельского НЦ РАН. 2004. С. 187–191.

  • Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

  • Шумаков В.С., Фёдорова Е.Л. Методические рекомендации по определению запасов лесной подстилки и ее зольности при лесоводственных исследованиях. Москва: Всесоюз. НИИ лесн. хоз-ва, 1979. 38 с.

  • Bonan G.B. Forests and climate change: forcings, feedbacks, and the climate benefits of forests // Science. 2008. V. 320. N 5882. P. 1444–1449.

  • Clarke N., Gundersen P., Jönsson-Belyazid U., Kjønaas O.J., Persson T., Sigurdsson B.D., Stupak I., Vesterdal L.  Influence of different tree-harvesting intensities on forest soil carbon stocks in boreal and northern temperate forest ecosystems // Forest Ecology & Management. 2015. V. 351. P. 9–19.

  • Falsone G., Celi L., Caimi A., Simonov G., Bonifacio E. The effect of clear cutting on podzolisation and soil carbon dynamics in boreal forests (Middle Taiga zone, Russia) // Geoderma. 2012. N 177–178. P. 27–38.

  • Jandl R., Lindner M., Vesterdal L., Bauwens B., Baritz R., Hagedorn F., Johnson D.W., Minkkinen K., Byrne K.A. How strongly can forest management influence soil carbon sequestration? // Geoderma. 2007. N 137. P. 253–268.

  • Kauppi P.E. New, low estimate for carbon stock in global forest vegetation based on inventory data // Silva Fennica. 2003. V. 37. N 4. P. 451–457.

  • Lal R. Forest soils and carbon sequestration // Forest Ecology & Management. 2005. V. 220. N 1–3. Р. 242–258.

  • Nave L.E., Vance E.D., Swanston C.W., Curtis P.S. Harvest impact on soil carbon storage in temperate forest // Forest Ecology & Management. 2010. V. 259. P. 857–866.

  • Palviainen M., Finér L., Kurka A.-M., Mannerkoski H., Piirainen S., Starr M. Decomposition and nutrient release from logging residues after clear-cutting of mixed boreal forest // Plant Soil. 2004. V. 263. N 1. P. 53–67.

  • Pan Y., Birdsey R.A., Fang J., Houghton R., Kauppi P.E., Kurz W.A. A large and persistent carbon sink in the world's forests // Science. 2011. V. 333. N 6045. P. 988–993.

  • Piirainen, S., Finer L., Starr M. Changes in forest floor and mineral soil carbon and nitrogen stocks in a boreal forest after clear-cutting and mechanical site preparation // European Journal of Soil Science 2015. V. 66. N 4. P. 735–743.

  • Ponge J.F. Humus forms in terrestrial ecosystems: framework to biodiversity // Soil Biology & Biochemistry. 2003. V. 35. N 7. P. 935–945.

  • Scharlemann J.P., Tanner E.V., Hiederer R., Kapos V. Global soil carbon: understanding and managing the largest terrestrial carbon pool // Carbon Managment. 2014. V. 5. N 1.P. 81–91.

  • Smolander A., Heiskanen J. Soil N and C transformations in two forest clear-cuts during three years after mounding and inverting // Canadian Journal of Soil Science. 2007. V. 87. P. 251–258.

  • Smyth C.E., Stinson G., Neilson E., Lempriere T.C., Hafer M., Rampley G.J., Kurz W.A. Quantifying the biophysical climate change mitigation potential of Canada’s forest sector // Biogeosciences. 2014. V. 11. P. 3515–3529.